A presente pesquisa tem por objetivo desenvolver uma metodologia voltada à construção de um índice de sustentabilidade ambiental para a bacia hidrográfica do rio Pirapó-Paraná, que contemple as suas especificidades, gerando informações que permitam avaliar a situação da qualidade ambiental do ecossistema, bem como servir de subsídio no processo de adoção de políticas públicas que colaborem para o uso racional da água. O índice é composto por quatro dimensões, sendo elas: ambiental, da qualidade da água, socioeconômica e político-institucional. Por se tratar de um índice integrado, a sua construção envolve as seguintes etapas: identificação dos fatores constituintes; ponderação de pesos dos fatores constituintes; padronização das unidades de medida; agregação dos fatores constituintes e; enquadramento dos valores obtidos. Para fins de aplicação do método a bacia em estudo foi dividida em duas sub-bacias, com base na sua formação litológica. Os resultados obtidos mostram que apesar das particularidades inerentes a cada sub-bacia, a avaliação integrada mostrou que ambas alcançaram resultados, quando não iguais, muito semelhantes para as dimensões da sustentabilidade, o que gerou, por sua vez, valores de ISAágua idênticos, de 0,51. O valor do ISAágua para bacia do Pirapó (0,51) indica que os usos da água nessa região estão sustentavelmente comprometidos, sendo os fatores determinantes a essa situação o baixo desempenho do saneamento básico, o manejo inadequado solo, e baixo nível educacional, a alta densidade demográfica. Concluiu-se que a estrutura de mensuração do ISAágua mostrou-se uma ferramenta adequada para subsidiar formulações de estratégias votadas para a tomada de decisão dos gestores dos recursos hídricos, uma vez que possibilita o estabelecimento das prioridades de ações na perspectiva do desenvolvimento local, favorecendo aplicação mais eficaz dos recursos públicos disponíveis.